磁浮线缆台电机磁对准系统及其对准方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种集成电路装备制造领域，尤其涉及一种磁浮线缆台电机磁对准系 统及其对准方法。
【背景技术】
[0002] 在光刻装置领域，运动台动子上必不可少地需要有各种电缆、信号线的连接，随着 运动台行程的增加，各线缆对运动台动子的运动将造成扰动力的干扰，为减小该一部分的 干扰，需要增加能带动线缆一起跟随运动台动子运动的线缆台电机，从而保持线缆对运动 台动子的扰动最小，提高运动台的定位精度、加快稳定时间。
[0003] -种能实现六自由度运动的磁浮线缆台电机结构示意图如图1所示，其中，101 为线缆台电机本体，包括电机动子线圈部分（102)和电机定子磁钢阵列部分（103AU03B、 103C)。103A、103B、103C分别为H个化化ach磁钢阵列，由N、S磁铁(充磁方向垂直纸面)及 水平向充磁的磁铁拼接而成，其中所述103A和103B是同样布置磁钢排列的两个磁钢阵列。 如图2所示，图2是磁浮线缆台电机磁钢阵列布局示意图。其中201A为103AU03B的部分 示意，201B为103C的部分示意。其中201A的N-S磁极距为r。电机动子线圈部分102如 图3所示，其中301、302、303和304分别为四组立相线圈阵列，通W适当电流，可分别在磁 钢阵列l〇3A、103B作用下实现电机动子的￥、2、3义、1?7、化方向出力；305为一个直流线圈， 通W适当电流，可在磁钢阵列103C作用下实现X向出力；306为承载301、302、303、304和 305的电机动子载板。在上述线圈阵列的出力作用下，可实现磁浮线缆台电机的六自由度运 动。
[0004] 鉴于磁浮线缆台电机应用场合对电机出力波动要尽量小的需求，传统H相电机通 过开关型霍尔元件进行方波换相及其磁对准的技术并不适用，如图3中所示线圈阵列301、 302、303、304均采用的是正弦波换相。此外，不同于机械导轨或者气浮导轨的线缆台电机， 磁浮线缆台电机在未知磁对准角度的情况下电机动子无法正确输出垂向出力，也就无法使 电机动子与其载体脱离，导致电机Y向存在较大摩擦力，进而无法使用目前在直线电机领 域常用的固定电流法来实现磁对准。专利US7205741B2给出了一种磁浮电机磁对准角度的 检测方法。该方法提出在电机线圈与其载体之间铺设一层名为"endstops"的可压缩材料， 配W电容或电感距离传感器，检测电机在垂向出力时对"endstops"的压缩形变。通过在 磁对准范围内更改H相线圈电流角度并判断"endstops"的形变位移大小，从而搜寻出电 机的磁对准角度。现有技术磁对准方法需要在磁对准范围内逐步更改H相线圈的电流角度 并记录比较对"endstops"造成的形变，该将导致磁对准所用时间较长。另一方面，现有技 术在磁对准角度尚未获知的情况下给H相线圈通入电流可能造成电机在磁场中形成预料 外的位移。
【发明内容】
[0005] 为了克服现有技术中存在的缺陷，本发明公开一种磁浮线缆台电机磁对准系统及 方法能精确获得磁对准角度。
[0006] 与现有技术相比较，本发明公开一种磁浮线缆台电机磁对准系统，包括：磁浮线缆 台电机，所述磁浮线缆台电机包括动子线圈组件和定子磁钢阵列组件；所述动子线圈组件 的绕线柱上设置第一线性霍尔传感元件，用于测量磁场的Z向磁密值，根据所述磁密值计 算磁对准角度^ ;所述磁对准角度^的计算公式为：^ +巧=taiTi(-^);其中f为所述定子 磁钢阵列组件的磁极距，y为所述电机所在的位置，H1、肥分别为线性霍尔传感元件测得的 两个Z向磁密值。
[0007]更进一步地，所述电机的当前位置为零位，则所述y=0，则所述磁对准角度
[0008] 更进一步地，所述线性霍尔传感元件中也位于所述绕线柱的Y向中也。
[0009] 更进一步地，所述第一线性霍尔传感元件的数量为2。
[0010] 更进一步地，还包括用于测量磁场Y向磁密值的第二线性霍尔传感器元件。
[0011] 更进一步地，所述第二线性霍尔传感元件的数量为2。
[0012] 本发明还公开了一种磁浮线缆台电机磁对准方法，其特征在于，包括W下步骤： 步骤1，系统初始化； 步骤2,读取第一线性霍尔传感元件的第一测量值； 步骤3,判断读取是否正常，如正常进入步骤4,；若不正常，返回步骤2; 步骤4,读取第一霍尔传感元件的第二测量值，并判定读取是否正常，若是，则进入步骤 5,若否，则返回步骤4; 步骤5,根据读取的两个测量值计算磁对准角度。
[0013] 更进一步地，所述步骤3和步骤4之间还包括步骤a; 步骤a,判定第一霍尔传感元件测得的第一测量值是否小于设定阀值，若否，则进入步 骤4;若否，则进入步骤b; 步骤b，读取第二霍尔传感元件的测量值，并判断读取是否正常，若是，则进入步骤5;若否，则返回步骤b。
[0014] 与现有技术相比较，本发明利用线性霍尔传感元件直接对线圈所在位置磁场磁密 值进行测量。本发明利用线性霍尔传感元件并按照90°相位布局对磁密值进行测量并W其 作为磁对准依据进行正弦换相，不同于传统H相电机利用开关型霍尔传感元件按照60°或 120°相位布局进行方波换相。
[0015] 相比现有技术中需要对电机线圈通电后搜寻磁对准角度，本发明在磁对准过程中 无需对电机线圈进行通电操作。
[0016] 与现有技术相比，本发明所提出的磁对准方法也同样适用于机械导轨、气浮导轨 直线电机。
【附图说明】
[0017] 关于本发明的优点与精神可W通过W下的发明详述及所附图式得到进一步的了 解。
[0018] 图1是磁浮线缆台电机俯视图； 图2是磁浮线缆台电机磁钢阵列布局示意图； 图3是磁浮线缆台电机线圈阵列布局示意图； 图4是本发明所涉及的磁对准系统的线性霍尔传感元件布局示意图； 图5是本发明所涉及的磁对准系统的线性霍尔传感元件置入线圈绕线柱方式示意图； 图6是本发明所涉及的磁浮线缆台电机磁对准方法流程示意图。
【具体实施方式】
[0019] 下面结合附图详细说明本发明的一种具体实施例的磁浮线缆台电机磁对准系统。 然而，应当将本发明理解成并不局限于W下描述的该种实施方式，并且本发明的技术理念 可W与其他公知技术或功能与那些公知技术相同的其他技术组合实施。
[0020] 在W下描述中，为了清楚展示本发明的结构及工作方式，将借助诸多方向性